Kabeltester mit Protokollausgabe machbar ? Raspberry PI 3

  • Hallo, ich bin neu hier im Forum und auch noch ziemlich neu mit dem Thema Raspberry Pi. Habe bisher nur einen Retropie eingerichtet, doch nun möchte ich mich intensiv mit dem Thema Raspberry beschäftigen.

    Bei meinem geplanten Projekt geht es um folgendes:

    In meiner Freizeit restauriere ich Fahrzeuge und fertige dafür auch Kabelstränge an. Bevor diese verbaut werden, müssen diese natürlich immer auf Funktion geprüft werden. Zur Zeit mache ich dies mit der Durchgangsprüfung per Multimeter. Dies nimmt jedoch sehr viel Zeit in Anspruch und alles muss handschriftlich dokumentiert werden. Da die meisten Kabelstränge die ich baue ähnlich bzw. zum Teil gleich aufgebaut und verpinnt sind, habe ich mir überlegt ob es möglich wäre mit dem Raspberry Pi einen Kabeltester zu bauen und eine Software zu programmieren, die alle Verbindungen als Abnahmeprotokoll ausgibt.

    Also nur noch Gegenstecker an den Kabelstrang stecken, Start drücken und ein Protokoll wird erstellt. Wenn etwas falsch gepinnt ist, soll dies angezeigt werden.

    Von der Anzahl der Pins bräuchte ich knapp 100 Pins (Eingangsseite) und 100 Pins auf der Abfrage Seite. Anbei eine grobe Skizze... Bei weiteren Fragen kann ich auch gerne einen Schaltplan von einem Kabelstrang online stellen.

    Es gibt solche fertigen Tester, jedoch ab 1500€ aufwärts...

    Ist dies überhaupt mit einem Raspberry machbar ?
    Wenn ja welche zusätzliche Hardware bräuchte ich dafür ? Und wie gehe ich am besten an die Software ran ? Oder gibt es vielleicht schon etwas vergleichbares ?

    Vielen Dank für eure Hilfe.
    Freundliche Grüße :)
    Sascha

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  • Würde sich da nicht was mit Multiplexern anbieten? Schließlich kann man ja alle Verbindungen nacheinander durchtesten. Das wäre dann preiswert machbar und auch von der Programmierung her ist es überschaubar. Fummelarbeit wirds aber sicher, wenn man 30 ICs auf die Lochrasterplatine lötet... ;)

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  • Ich denke mal dass dies mit einem RPi o. FPGA machbar wäre, jedoch würde ich vermuten, dass der Aufwand bei einer gelegentlichen Kleinserienproduktion von Kabelbäumen, in keinem Verhältnis zum Nutzen steht. Da hast Du bestimmt mit einem Nagelbrett und einer Verbindungsliste zum abhaken viel weniger Aufwand, da Du ja per Software die Verbindungen nicht nur auf Durchgang sondern bestimmt auch auf Schluß / Verbindung untereinander prüfen mußt.

  • Und genau deshalb ist eine Schaltungslösung besser. Oder bist du wirklich der Ansicht, dass es weniger Aufwand ist, 100x100 = 10000 Verbindungen mit einem Nagelbrett durchzutesten und händisch abzuhaken?
    FPGA? Nettes Schlagwort - ist aber hier meines Erachtens überhaupt keine Option. Zu teuer, zu aufwändig und für die Aufgabe völlig überdimensioniert.
    Der Aufwand für 200 GPIOs über I2C-Portexpander ist auch nicht zu verachten. Preislich ist das gut machbar. Die Programmierung ist dann aber wieder eher aufwändig. und der Adressraum vom MCP23017 lässt nur 8x16 = 128 Ports zu. Die anderen 100 müsste man über einen zweiten I2C-Bus machen. Kann der Pi das? Sonst müsste man auch dafür noch einen Workaround machen.
    16-Kanal Multiplexer wären ideal, sind aber teuer. Sechzehn 8-Kanal-Multiplexer + zwei 8-Kanal + ein 2-Kanal kaskadiert sollten 128 Anschlüsse ermöglichen und lassen sich mit 7 Adress-GPIOs steuern. Das Ganze auf der Gegenseite noch mal. Knapp 40 ICs zu je ein halben Euro... überschaubar.

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  • Und genau deshalb ist eine Schaltungslösung besser. Oder bist du wirklich der Ansicht, dass es weniger Aufwand ist, 100x100 = 10000 Verbindungen mit einem Nagelbrett durchzutesten und händisch abzuhaken?

    Wenn ich einen Kabelbaum aus 100 einzelnen isolierten Leitungen von Punkt A nach B lege, so ist es schon ziemlich paranoid, davon aus zugegen, daß alle 100 Leitungen falsch verbunden wurden bzw. untereinander Schluß o. keinen Durchgang haben sollen. Es soll hier ja primär um die Herstellung eines neuen Kabelbaums gehen, bei einer Fehlersuche eines bestehenden Kabelbaums sieht es vermutl. etwas anders aus. Und falls man SMD löten kann, es gibt auch I2C Expander mit 60 u. mehr I/O's pro IC.

  • Was ist der Unterschied zwischen einem neuen und einem gebrauchten Kabelbaum? Der muss 100% korrekt sein, sonst ist der ganze Einbau für die Katz. Es geht ja nicht drum, dass alle hundert falsch sind, sondern, dass man nicht weiß, welche von den 10000 Verbindungen falsch ist. Und er möchte den Test gerne automatisiert protokollieren und das auch schwarz auf weiß ausdrucken. Durchaus sinnvoll, wenn man dem Kunden ein fehlerfreies Produkt verkaufen will.
    100 Pin SMD-Löten... würd ich mir nicht zutrauen. Und da braucht man ja auch erstmal ne passende Platine... Ziemlich aufwändig. Gibts was geeignetes im DIL-Gehäuse?
    Schieberegister wären wahrscheinlich noch einfacher als Portexpander oder Multiplexer. Ein Bit auf der Senderseite durchschieben und auf der Empfängerseite jeweils parallel die Eingänge laden und dann durchschieben und der Reihe nach lesen, bis alle 10000 Verbindungen getestet sind. Dafür braucht man dann nur 4 GPIOs, wenn ich das richtig sehe (auf jeder Seite eins für Data und eins für Clock. Schaltungsaufwand minimal. Und die 26 Schieberegister kosten unter 10 Euro (die Anschlussklemmen für den Kabelbaum werden mehr kosten ;-). Der Programmieraufwand ist auch überschaubar.

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  • Vielen Dank schon mal für die vielen Antworten :thumbs1:
    Die verschiedenen Ideen sind schon einmal sehr interessant... Ich werde mich auf jeden Fall zu den verschiedenen Lösungen schlau machen.

    Zm Aufwand:
    Der Aufwand ist nicht das Problem. Der Kabeltester muss jetzt nicht in einer Woche fertig sein. Ich habe alle Zeit der Welt und will es lieber richtig und für meinen Zweck sinnvoll als schnell machen.

    Und wie Gnom schon geschrieben hat hätte ich gerne eine schaltungslösung damit ich ein Protokoll der erfolgten Prüfung habe. Und ich muss tatsächlich gegen jeden PIN messen, da zum Teil auch Lötkontakte mit relativ engen Punabständen verbaut werden. Und da ist es schnell möglich das sich da beim löten eine Brücke bildet. Und natürlich kann es auch passieren das in einem Stecker mal PIN 1 und 2 vertauscht ist. Und dies soll durch die Schaltung geprüft werden.

    Und ich weiß das dies kein einfaches Projekt wird. Aber ich bin bereit viel Zeit zu investieren und freue mich darauf neues dazu zu lernen :)

    Grüße
    Sascha

  • also im Prinzip willst du einen ICT

    Das wären 2x 100 Reedrelais auf jeder Seite, damit kannst du dann 4w Messungen machen für je eine Leitung und alle Leitungen gegeneinander.
    Billig wird das nicht, alleine die 400 Reedreleis kosten ne Menge.

    Wir hatten früher Quecksilber Relais, aber die sind selten geworden und noch teuerer.

    Eine Matrix welche die 4x 100 Relais steuert ist machbar, ich würde ehe einen Arduino wählen, aber da das nicht zeitkritisch ist geht es zur Not auch mit PI, evtl. liessen sich 200 der 400 Relais einsparen wer mit analog Multiplexer arbeitet für die Spannungsmessung, aber da die Spannungen dann begrenzt sind erkennt man keine Feinschlüsse die erst ab höheren Spannungen auftreten.

    Soviel in Kürze.

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr
    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Wie bereits schon geschrieben, machbar sollte dieses Projekt mit einem RPi durchaus sein, ob sich der Aufwand für eine Kleinserie von wenigen Kabelbäumen lohnt, mußt Du selbst einschätzen. Wenn man gewissenhaft arbeitet, sollte sich eigentlich das Fehlerpotential beim Erstellen bzw. Löten eines Kabelbaums in Grenzen halten, zumal ja eine Überprüfung per Software ( mal ganz abgesehen von der techn. Umsetzung der Prüfmethode, ob man das Ganze per Spannungs- bzw. Strommessung prüft ) auch etliche Fehlerquellen bietet. Ich habe so meine Zweifel, wenn ich hier lese, dass eine einfache Lösung sich mit überschaubarem Aufwand u. preiswert realisieren lässt.


  • ....Ich habe so meine Zweifel, wenn ich hier lese, dass eine einfache Lösung sich mit überschaubarem Aufwand u. preiswert realisieren lässt.

    ich zweifel an dieser Stelle nicht, es wird teuer und heftig!

    machbar ist das!
    Automatisch zusammengefügt:
    servicefreundlich wärenn diverse Relais PCB fertigen lassen.
    Eine Busplane PCB dito
    Ansteuercontroller der div. Relaisboards
    Pi der die Controller befiehlt

    LG jar

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

    Einmal editiert, zuletzt von jar (24. Juni 2017 um 09:46)

  • Hallo,

    ich stehe gerade vor dem gleichen Problem wie Sreichel, nur dass es keine 100 Pins, sondern nur 44 sind. Gab es zu dem Thema nun Lösungen? Bzw. hat es geklappt?

    Ich suche auch momentan einen sinnvollen Ansatz wie ich das Problem lösen kann.

  • Man könnte mehrere mcp-23017 verwenden. Da 3 Adress-Pins vorhanden sind, kann man bis zu 8 Port-Expander an einem I2C-Bus betreiben. Das ist eine Fleiß-Aufgabe.

  • Hallo,

    ich stehe gerade vor dem gleichen Problem wie Sreichel, nur dass es keine 100 Pins, sondern nur 44 sind. Gab es zu dem Thema nun Lösungen? Bzw. hat es geklappt?

    Hallo und willkommen im Forum.

    Da der Beitrag nun schon etwas älter ist und der TE nur einen Monat aktiv hier im Forum unterwegs war gibt es vermutlich nur wenige Möglichkeiten. Entweder konnte das Projekt evtl. mit den hier gegebenen Tipps umgesetzt werden, oder es wurde wg. des Aufwands bzw. der Kosten, oder anderer möglichen Gründe, verworfen. Wenn dir klar ist, welchen Umfang dein Projekt bezüglich Aufwand / Kosten haben darf und was, bzw. wie Du testen willst, wie z.B. auf richtige Pinbelegung, niederohmige Verbindung, Isolation / Schluss, wird sich auch ein möglicher Lösungsansatz finden lassen.

  • Okay, das Problem ist folgendes: Es sollen diverse industrielle Stecker (Sub-D9,15,25,HD26...) Getestet werden können. Dabei kann an der einen Seite ein Sub-D und an der anderen Seite ein HD oder ein IO-Link Stecker dran sein. Die sollen auf die richtige Pinbelegung, Querschluss und kalte Lötstellen getestet werden. Am Ende soll das Ganze visuell auf einem Display dargestellt und am besten noch ein Protokoll zum Drucken erstellt werden.

    Mein erster Ansatz war es auch mit einem MCP23017. Da hätte ich mir 3 davon 32-Kanal Digital Expansion HAT für Raspberry Pi - RobotShop oben drauf geschraubt.

    Aber komme ich da nicht mit einem Schieberegister besser weg? Serieller Output und paralleler Input?

    Gestern hat sich noch das Problem ergeben, dass manche Kabel erst in der Maschine mit Steckern versehen werden. Jetzt bin ich am überlegen, zwei Boxen mit den jeweiligen Steckern und Buchsen zu bauen und die Microcontroller dann über Funk miteinander kommunizieren zu lassen und das Raspi als übergeordnete Steuerung einzubinden.

  • Aber komme ich da nicht mit einem Schieberegister besser weg? Serieller Output und paralleler Input?

    und wie gehts weiter? Wo wird der Widerstand der Verbindung gemessen im mOHM Bereich 4w Messung!

    Dein Konzept steht noch nicht mal!

    lasst die PIs & ESPs am Leben !
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    (ich kann leider nicht schneller fahren, vor mir fährt ein GTi)

  • Dein Konzept steht noch nicht mal!

    Welches Konzept :?:

  • Er denkt wahrscheinlich an einen Belastungstest. Ich denke an Signale, wenn mir jemand etwas von 100 oder 44 Eingängen berichtet.

    Dass man mit den GPIOs keine großen Ströme ausgeben kann, ist den OP sicherlich auch bewusst. Falls nicht, du kannst damit keine Leistungen schalten.

    Außerdem sind die auf GPIOs auf 3.3V begrenzt (Logiklevel des RPi, das auch für den MCP23017 gilt), wenn man keine Transistoren, MOSFets oder Optokoppler verwendet.

  • Widerstandsmessung muss nicht.

    Ich will die 3,3V nur durch die einzelnen Adern schicken und schauen wo die am Ende ankommen um am Ende zu sagen bspw. zwischen Pin 1 und Pin7 liegt eine Verbindung vor.

    Ich habe es mir so gedacht, dass ich den Raspi 4 als Master nehme und dann jeweils eine Box mit einem Pico W RP2040 ausstatte. An die kann ich ja jeweils maximal 10 Schieberegister anschließen. Die lasse ich dann über WLAN miteinander kommunizieren und vom Raspi auswerten. Die Ausgänge von den 10 Schieberegistern schleife ich 1:1 auf die Pins der Stecker und lasse die Eingänge von den anderen 10 Schieberegistern auffangen und lese die dann für jeden einzelnen Ausgang ein.

    Meint ihr die 3,3V reichen dafür nicht aus?

  • Bau dir einen Stecker welcher
    Leitung1 mit 2
    Leitung 3 mit 4
    Leitung 5 mit 6

    ...
    verbindet.
    Dann misst du den Durchgang am anderen Ende zwischen
    1+2

    3+4

    5+6

    ...
    Hast du keinen Durchgang ist bei dem entsprechenden paar ein Fehler.


    Mit einem PI könntest du so z.B. alle ungraden auf GND/3,3V legen und alle graden jeweils auf einen GPIO und so testen lassen.

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